[发明专利]一种基于压电技术强化传热的重力热管

说明书

本公开提供了一种基于压电技术强化传热的重力热管，包括：管体(1)，包括热管主体(11)以及换热面(12)，换热面(12)设于热管主体(11)的底面并与热管主体(11)组成密封腔体(13)，密封腔体(13)用于密封工作液体，热管主体(11)的内侧壁与换热面(12)的夹角小于或等于90°；压电振动腔(2)，包括振动腔(22)，振动腔(22)设于密封腔体(13)内，用于通过振动生成气流冲击热管主体(11)强化换热以及在振动腔(22)下表面产生振动液体强化换热面(12)换热；热源(3)，设于换热面(12)的底面，换热面(12)从热源吸收热量，以使上表面的工作液体吸热蒸发生成蒸汽，蒸汽在热管主体(11)的内壁面放热冷凝生成工作液体。

技术领域

本申请涉及传热换热技术领域，尤其涉及一种基于压电技术强化传热的重力热管。

背景技术

热管作为一种具有高传热性能的器件在能源高效利用和电子器件高效冷却领域已广泛应用，其内壁一般带有毛细吸液芯结构，其工作原理是：工作液体在蒸发端汽化吸热变为蒸汽，蒸汽沿气相通道流入冷凝端，然后在冷凝端凝结放热形成液体，热量通过冷凝段外部的翅片与空气换热，释放到环境，内部凝结液体再通过吸液芯在毛细力的作用下流回蒸发端形成循环，从而具有高的热量传输能力。重力热管作为热管的一种，其热量传递过程与普通热管相同，同样靠蒸发端汽化吸热和冷凝端凝结放热过程进行热量传递，不同之处在于重力热管凝结液体回流依靠的是重力作用，对工作方向有一定要求，其内部无吸热芯结构，结构更为简单，从而其临界热流密度要高于有芯热管。重力热管的传热极限一般受蒸发端汽化或沸腾相变速度与冷凝端汽相凝结速度限制，为了提升重力热管的传热能力，一般对蒸发端和冷凝端内表面进行处理或者设置热管内插件等，提高其相变传热能力，而内插件强化方法常用于蒸发端加热面为圆柱结构的热管，对如计算机中央处理器和LED灯具等方形或圆形平面热源，采用内插件无法对蒸发端进行传热强化，内表面处理强化方法成为常用的方法，并可结合主动强化传热技术进一步提高其热量传输能力。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种基于压电技术强化传热的重力热管，以进一步提高热管的热输运能力。

(二)技术方案

本公开提供了一种基于压电技术强化传热的重力热管，包括：管体1，包括热管主体11以及换热面12，换热面12设于热管主体11的底面并与热管主体11组成密封腔体13，密封腔体13用于密封工作液体，热管主体11的内侧壁与换热面12的夹角小于或等于90°；压电振动腔2，包括振动腔22，振动腔22设于密封腔体13内，用于通过振动生成气流冲击所述热管主体11强化换热以及在振动腔22下表面产生振动液体强化换热面12换热；热源3，设于换热面12的底面，热换热面12从热源吸热，以使换热面12上的工作液体蒸发生成蒸汽，蒸汽在热管主体11的内壁面放热冷凝生成工作液体。

可选地，热管主体11的外表面还设有散热翅片14，用于强化热管主体11与空气的换热。

可选地，压电振动腔2还包括控制装置21，振动腔22通过振动生成上部冲击气流与下部振动液体，控制装置21用于控制振动腔22的振动频率和振幅。

可选地，振动腔22包括上盖221、金属振动片222、侧表面223、支架225以及压电陶瓷片224，其中，上盖221、金属振动片222以及侧表面223形成腔体，上盖221设于侧表面223的上端口，上盖221设有缺口，缺口用于输出冲击气流；金属振动片222设于侧表面223的下端口；压电陶瓷片224设于金属振动片222的表面；振动腔22通过支架225与管体1连接固定。

可选地，压电陶瓷片224为一个或两个，当压电陶瓷片224为一个时，压电陶瓷片224设于金属振动片222的上表面或下表面，金属振动片222和压电陶瓷片224分别连接控制装置21的正负极；当压电陶瓷片224为两个时，压电陶瓷片224分别设于金属振动片222的上表面和下表面，两压电陶瓷片224与金属振动片222分别连接控制装置21的正负极。